Другое на тему Творческий проект IT-решений

Содержание:

Введение……………………………………………………………………………………………….. 3

1 Описание области
применения……………………………………………………………… 4

2 Проектирование
решения…………………………………………………………………….. 6

2.1 Структурная схема…………………………………………………………………………. 6

2.2 Алгоритм работы…………………………………………………………………………… 7

3 Описание процесса
разработки…………………………………………………………….. 9

3.1 Выбор элементной
базы……………………………………………………………………. 9

3.1.1 Плата Arduino……………………………………………………………………………. 9

3.1.2 Ультразвуковой
датчик…………………………………………………………….. 10

3.1.3 Лазер………………………………………………………………………………………. 12

3.1.4 Индикатор……………………………………………………………………………….. 13

3.2 Функциональная
схема………………………………………………………………….. 14

3.3 Разработка
программы управления……………………………………………….. 15

4 Тестовый пример………………………………………………………………………………. 20

Заключение………………………………………………………………………………………….. 24

Список литературы………………………………………………………………………………. 25

Приложение А……………………………………………………………………………………… 26

Введение:

Измерение расстояния бесконтактным способом без
необходимости перемещаться между объектами измерения открывает большие
возможности перед человеком. Одним из самых простых и дешевых аппаратов,
разработанных учеными и конструкторами, является ультразвуковой дальномер.

Бесконтактные способы измерения расстояний основаны на
законах распространения волн в ультразвуковом диапазоне. Данный способ
измерения широко применяется в повседневной жизни: УЗИ в поликлинике, эхолот
для глубинных измерений, парктроник в автомобиле, "органы чувств"
роботов и тому подобное. В живой природе принцип ультразвуковой локации
используется, например, летучими мышами и дельфинами.

Современные аппараты, используя последние достижения в
разработке программного обеспечения и производстве микропроцессоров, имеют
возможность проведения более сложных операций, чем просто фиксация результатов
измерений, так, например, они могут рассчитывать площадь измеряемой территории,
а также угловые координаты цели.

При этом нужно отметить существенные недостатки, которые
присущи приборам, работающим с использованием ультразвуковой локации. В первую
очередь это касается точности измерения, определяемое средой, в которой
распространяется ультразвук. Его характеристики и их значения, в первую очередь
плотности, не является постоянными и могут изменяться в процессе проведения
измерительных работ. К другим недостаткам можно отнести ограниченность по
расстоянию измерения. Минимальная дистанция для данных приборов составляет 0,3
м., а максимальная 20 м. Исходя из этого и разрабатывается устройство для
применения в конкретной отрасли.

Целью данного проекта является разработка ультразвукового
дальномера на базе Arduino.

Заключение:

В данном курсовом проекте выполнена разработка
ультразвукового дальномера на базе Arduino.

В процессе выполнения дано описание актуальности задачи и
области применения устройства. Также проведено проектирование устройства и
выбрана элементная база — платп Arduino Uno, ультразвуковой датчик HC-SR04,
лазер KY-008, индикатор LCD 1601В и кнопка.

По разработанному алгоритму работы составлена ​​программа на
языке С ++ в компиляторе Arduino IDE. Исследование работы схемы в программном комплексе
Proteus показало, что устройство работает согласно разработанного алгоритма.

Следовательно, можем сделать вывод, что выполненный проект
полностью соответствует поставленной задаче.

Фрагмент текста работы:

Описание области применения

Ультразвуковой дальномер предназначен для измерения
расстояния до требуемого объекта. Устройство может использоваться в быту и на
производстве, строительстве и т. п.

Исходя из названия устройства определяем, что в нем
используется метод ультразвукового измерения дальности.

Суть данного метода основывается на явлении распространения
звуковых волн в воздушной среде и отражения их в процессе распространения от
других сред (контролируемых тел). Информация о расстоянии до контролируемого
тела, точнее — некоторой зоны, отражающей сигнал и принадлежащей поверхности
контролируемого тела, определяется временным опозданием сигнала относительно
излучаемого. Примерно таким же образом летучие мыши ориентируются в
пространстве: они излучают вперед направленный пучок ультразвуковых колебаний и
ловят отраженный сигнал. Звуковые волны распространяются в воздушной среде с
определенной скоростью, поэтому по задержке прихода отраженного сигнала можно с
достаточной степенью точности судить, на каком расстоянии находится тот
предмет, который отразил звук.

Устройство ультразвукового измерения расстояния проводит
измерения расстояния до контролируемого тела по схеме эхо-локации (рис. 1). Для
измерения расстояний в воздушной среде используются пьезокерамические
преобразователи, работающие на определенной частоте. Два пьезокерамических
преобразователя (передатчик и приемник) подбираются так, чтобы резонансная
частота излучения излучающего преобразователя совпадала с резонансной частотой
приема приемного, образуя акустический блок.